Логическая и физическая организация БД. Нормальные формы, свойства нормальных форм презентация

Логическая организация БД определяется информационно-логической моделью данных и видом модели данных, которая поддерживается СУБД . На этом уровне составляется общий список полей, который может насчитывать от единиц до тысячи полей. Описывают каждое поле по типу данных. Общий список полей разбивается на основные таблицы.

Дальнейшее рассмотрение информационной структуры приводит к разбиению – нормализации – основных таблиц на более мелкие с целью избежания многократно повторяющихся данных в записях

V
все данные в пределах одного столбца имеют один и тот же тип;
в таблице должен быть назначен первичный ключ.
Таблица реляционной БД должна удовлетворять след. требованиям:

Ввели понятие «нормальных форм» — требования к организации данных в таблицах.

Виды нормальных форм
первая нормальная форма–1НФ(1NF)
вторая НФ – 2НФ (2NF);
третья НФ – 3НФ (3NF);
нормальная форма Бойса-Кодда БКНФ (BCNF);
четвертая НФ – 4НФ (4NF);
пятая НФ, или НФ проекции-соединения 5НФ (5NF или PJ/NF).
V

Первая нормальная форма (1НФ)
V
Отношение называется приведенным к первой нормальной форме, если все его атрибуты неделимы (атомарны).
ПРИМЕР 1.

Таблица 1. (не приведена к нормальной форме)
Таблица 2. Пример первой нормальной формы

Вторая нормальная форма. Отношение находится во второй нормальной форме, если оно находится в 1НФ и при этом все не ключевые поля (атрибуты) зависят только от ключа целиком, а не какой-то его части.

Пример2. В отношении (в таблице)
СТУДЕНТ (ФАМИЛИЯ, ИМЯ, ОТЧЕСТВО, ФАКУЛЬТЕТ, КУРС, ГРУППА) первичным ключом является совокупность полей:
ФАМИЛИЯ + ИМЯ + ОТЧЕСТВО.
Поля ФАКУЛЬТЕТ, КУРС, ГРУППА функционально полно зависят от составного ключа

Таблица Студент
СТУДЕНТ (ФАМИЛИЯ, ИМЯ, ОТЧЕСТВО, ФАКУЛЬТЕТ, КУРС, ГРУППА)

Таблица «Прогноз погоды»
Данная таблица имеет составной ключ Дата+Время суток.
Поле Температура полностью зависит от первичного ключа. А вот поле Восход зависит лишь от поля Дата, время суток на время восхода не влияет.
Пример 3.

Чтобы привести отношение к третьей нормальной форме, необходимо устранить функциональные зависимости между неключевыми атрибутами (полями) отношения. То есть данные, хранимые в таблице, должны зависеть только от ключа.

В таблице СТУДЕНТ (ФАМИЛИЯ, ФАКУЛЬТЕТ, НАЗВАНИЕ вуза, АДРЕС) поле АДРЕС транзитивно (через поле НАЗВАНИЕ вуза) зависит от ключа ФАМИЛИЯ. При заполнении такой таблицы поле АДРЕС будет многократно повторяться.
Таблица СТУДЕНТ
Поле АДРЕС функционально зависит от поля ВУЗ, а поле ВУЗ от ключевого поля ФАМИЛИЯ
Пример 4. Пример функциональной зависимости между полями таблицы.

Для устранения транзитивной (функциональной) зависимости используется расщепление таблицы на несколько. Например, таблица СТУДЕНТ расщепляется на две:
СТУДЕНТ (ФАМИЛИЯ, ФАКУЛЬТЕТ, НАЗВАНИЕ вуза),
ВУЗ (НАЗВАНИЕ вуза, АДРЕС)
Связь по полю НАЗВАНИЕ вуза.

Процесс нормализации заканчивается созданием схемы данных, в которой указываются все нормализованные таблицы с их полями и взаимосвязями между ними. Указываются типы взаимосвязей.